[发明专利]用于焦点控制的闭环伺服操作系统

权利要求书

1.一种控制具有辐射能的聚焦光束的设备，包括：

操纵所述聚焦光束的光学元件；

操作所述光学元件以将所述聚焦光束的聚焦点向预定位置的方向径向移动的致动器；

接收来自所述光束的光并具有响应所述光束聚焦点离所述预定位置的径向位移的第一和第二输出的探测器；

与所述探测器输出相连接的产生一个代表所述光束聚焦点离所述预定位置的径向位移的跟踪误差信号的电路；

伺服器，与所述的致动器和所述跟踪误差信号相耦合，其中所述致动器响应所述伺服器将所述光束的聚焦点径向移到所述预定位置上；

其特征在于，还包括：

本地反馈环路，与所述探测器的输出连接，所述环路包括一个响应所述跟踪误差信号的第一周期函数发生器；和一个响应所述跟踪误差信号的第二周期函数发生器，所述第二周期函数发生器输出与所述第一周期函数发生器输出相差一个相位角；

第一乘法器，用于将所述探测器的第一输出与所述第一周期函数发生器的输出相乘；

第二乘法器，用于将所述探测器的第二输出与所述第二周期函数发生器的输出相乘；

其中所述第一和第二乘法器的所述输出被提供来作为所述电路的输入。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述所述第一周期函数发生器和第二周期函数发生器是正弦函数发生器。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述探测器的第一和第二输出彼此具有一个相应于光束的所述径向位移的正交关系，并且所述相位角为90度。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二检测信号彼此相应于所述光束的所述径向位移呈正交的关系。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述相位角在60度至120之间范围内。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述相位角为90度。

7.一种聚焦具有辐射能的光束的方法，包括以下步骤：

产生响应于所述光束的焦点的径向位置的第一和第二检测信号；

产生一个代表所述焦点离一预定位置的位移的跟踪误差信号，其中所述跟踪误差信号相对于的所述径向位移有周期性特征；

响应于所述跟踪误差信号将所述移位的焦点恢复到所述预定位置；

其特征在于包括以下步骤：

响应于所述跟踪误差信号产生一个第一周期信号；

响应于所述跟踪误差信号产生一个第二周期信号，所述第二周期信号与所述第一周期信号相差一个相位角；

其中产生跟踪误差信号的所述步骤是由以下步骤完成：

将所述第一检测信号与所述第一周期信号相乘以得到第一乘积信号；

将所述第二检测信号与所述第二周期信号相乘以得到第二乘积信号；以及

确定出所述第一乘积信号和第二乘积信号之间的差。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一和第二检测信号及所述第一和第二周期信号是正弦曲线信号。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述第一和第二检测信号具有一个相应于所述光束的所述径向位移的正交关系，并且所述相位角为90度。

10.如权利要求7所述的方法，其中所述相位角在60度至120度之间的范围内。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述相位角为90度。